Aufreinigung und Formulierung eines therapeutischen Antikörpers mittels Kristallisation

Benjamin Smejkal, Dissertation Technische Universität München, 2013

Die hohen Kosten zur Aufreinigung von Biopharmazeutika könnten durch alternative Verfahrensschritte reduziert werden. In dieser Arbeit wurde hierzu die Proteinkristallisation im technischen Maßstab untersucht. Die maximale lokale Energiedissipation wurde als Kriterium zur Maßstabsvergrößerung im Rührkessel identifiziert. Für den untersuchten therapeutischen Antikörper konnten durch Optimierung des Leistungseintrags unter geeigneten Kristallisationsbedingungen innerhalb weniger Minuten 98 % Kristallausbeute im 1 L-Maßstab erzielt werden. Nach Entfernung Keimbildung inhibierender Salze gelang die Proteinkristallisation auch direkt aus der vorbehandelten Rohlösung, sodass ein neues Aufarbeitungsverfahren ohne teure Chromatografieschritte etabliert werden konnte. Abschließend konnte gezeigt werden, dass Antikörperkristalle mit gezielt eingestellter Kristallgröße zur stabilen Lagerung und effizienten Injektion verwendet werden können.

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Publikationen

• Hekmat D, Huber M, Lohse C, von den Eichen N, Weuster-Botz D (2017): Continuous crystallization of proteins in a stirred classified product removal tank with a tubular reactor in bypass. Cryst Growth Des, DOI: 10.1021/acs.cgd.7b00436.
• Smejkal B, Agrawal NJ, Helk B, Schulz H, Giffard M, Mechelke M, Ortner F, Heckmeier P, Trout BL, Hekmat D (2013): Fast and scalable purification of a therapeutic full-length antibody based on process crystallization. Biotechnol Bioeng 110: 2452-2461.
• Smejkal B, Helk B, Rondeau JM, Anton S, Wilke A, Scheyerer P, Fries J, Hekmat D, Weuster-Botz D (2013): Protein crystallization in stirred systems – Scale-up via the maximum local energy dissipation. Biotechnol Bioeng 110: 1956-1963.